Issuu

Ivan Dylevský

Somatologie pro předmět Základy anatomie a fyziologie člověka

3., přepracované a doplněné vydání

Ivan Dylevský

Somatologie pro předmět Základy anatomie a fyziologie člověka

3., přepracované a doplněné vydání

GRADA Publishing

Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

prof. MUDr. Ivan Dylevský, DrSc.

SOMATOLOGIE pro předmět Základy anatomie a fyziologie člověka 3., přepracované a doplněné vydání

Autor: prof. MUDr. Ivan Dylevský, DrSc. Recenzent: prof. MUDr. Leoš Navrátil, CSc., MBA Vydání odborné knihy schválila Vědecká redakce nakladatelství Grada Publishing, a.s. © Grada Publishing, a.s., 2019 Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2019 Ilustrace na obálce Bc. Tomáš Laub Obrázky v knize pocházejí z archivu autora. Autorem kreseb je Bc. Tomáš Laub. Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 jako svou 7128. publikaci Odpovědný redaktor Mgr. Luděk Neužil Sazba a zlom Antonín Plicka Počet stran 312 3. vydání, Praha 2019 Vytiskl TNM PRINT s.r.o., Chlumec nad Cidlinou Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno. Postupy a příklady v této knize, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sestaveny s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění však pro autory ani pro nakladatelství nevyplývají žádné právní důsledky.

ISBN 978-80-271-2673-6 (ePub) ISBN 978-80-271-2662-0 (pdf ) ISBN 978-80-271-2111-3 (print)

O autorovi Prof. MUDr. Ivan Dylevský, DrSc., je přední český morfolog, emeritní vedoucí anatomických pracovišť Univerzity Karlovy a Jihočeské univerzity. V současné době působí jako děkan Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT. Publikoval přes 250 vědeckých, pedagogických a popularizačních textů. Předmětem jeho dlouhodobého zájmu je anatomie dětského těla a kineziologie. Založil nový obor – nipioanatomii, tj. moderní koncept morfologie dětského těla. Publi kací dvojdílné monografie petrifikoval tento obor v české i světové odborné literatuře. Vytvořil rozsáhlý text kineziologie a patokineziologie, který tvoří jeden ze základů nového vědního oboru – věd o pohybu v normě a v patologii. Zasloužil se o prosazení koncepce výuky funkční anatomie do programu řady vysokých škol.

Obsah Úvod �� 11 1 Základní jednotka živé hmoty �� 1.1 Lékařské vědy �� 1.2 Buňka a buněčné organely �� 1.2.1 Biomembrány �� 1.2.2 Vláknité struktury �� 1.2.3 Hrudkovité částice �� 1.2.4 Buněčná membrána �� 1.2.5 Endoplazmatické retikulum �� 1.2.6 Golgiho komplex �� 1.2.7 Lyzozomy �� 1.2.8 Ribozomy �� 1.2.9 Mitochondrie �� 1.2.10 Centriol �� 1.2.11 Cytoplazma a cytoskelet �� 1.2.12 Buněčné jádro �� 1.2.13 Jadérko �� 1.2.14 Chromozomy �� 1.3 Buněčné dělení a diferenciace �� 1.3.1 Nepřímé dělení – mitóza �� 1.3.2 Redukční dělení – meióza �� 1.3.3 Diferenciace �� 1.4 Lékařská genetika �� 1.4.1 Základní genetické pojmy �� 1.4.2 Lékařská genetika �� 1.4.3 Tvorba bílkovin �� 1.4.4 Vrozené vady ��

13 13 17 19 19 19 20 20 21 22 22 22 22 22 23 23 23 25 26 26 27 27 28 29 29 30

3 Pohybový systém �� 3.1 Obecná stavba kosti �� 3.1.1 Kost – orgán �� 3.2 Páteř a kostra hrudníku �� 3.2.1 Páteř �� 3.2.2 Kostra hrudníku �� 3.3 Lebka �� 3.3.1 Kostra obličejové části lebky �� 3.3.2 Kostra mozkového oddílu lebky �� 3.3.3 Lebka jako celek �� 3.4 Kostra končetin �� 3.4.1 Stavební plán kostry končetin �� 3.4.2 Lopatkový pletenec �� 3.4.3 Kostra volné horní končetiny �� 3.4.4 Pánevní pletenec a kostra pánve �� 3.4.5 Klinický význam pánevních rovin a pánevních rozměrů �� 3.4.6 Kostra volné dolní končetiny �� 3.5 Obecná stavba kostních spojů �� 3.5.1 Kloub �� 3.5.2 Přehled kloubů horní končetiny �� 3.5.3 Přehled kloubů dolní končetiny �� 3.6 Stavba a funkce kosterních svalů �� 3.6.1 Sval �� 3.6.2 Šlacha �� 3.6.3 Svaly hlavy, krku a trupu �� 3.6.4 Svaly končetin �� 3.7 Dětský pohybový systém ��

45 45 45 49 49 53 54 54 56 58 60 61 61 61 63 64 64 67 67 68 70 74 74 75 78 83 88

4 Růst těla a orientace na lidském těle �� 93 2 Funkční anatomie tkání �� 2.1 Tkáň a orgán �� 2.2 Epitelové tkáně (epitely) �� 2.3 Pojivové tkáně �� 2.3.1 Vazivo �� 2.3.2 Chrupavka �� 2.3.3 Kostní tkáň �� 2.4 Svalová tkáň �� 2.5 Nervová tkáň �� 2.6 Regenerace tkání �� 2.7 Vnější a vnitřní prostředí organismu �� 2.8 Dětské tkáně ��

31 31 32 34 34 35 35 37 38 39 40 41

5 Krev �� 97 5.1 Funkce a složení krve �� 97 5.1.1 Krevní plazma �� 98 5.1.2 Krevní buňky �� 99 5.2 Fyzikální a chemické vlastnosti krve �� 101 5.2.1 Nárazníkové vlastnosti krve �� 101 5.2.2 Krevní sedimentace �� 102 5.2.3 Osmotická odolnost červených krvinek �� 102 5.3 Obranné reakce organismu a krevní skupiny �� 102

5.3.1 Systém krevních skupin (systém AB0) �� 105 5.3.2 Zástava krvácení �� 106 5.4 Dětská krev �� 108 6 Krevní oběh �� 6.1 Obecná stavba a funkce cév �� 6.2 Stavební a funkční předpoklady srdeční činnosti �� 6.2.1 Obecná stavba srdeční stěny �� 6.2.2 Funkce srdce �� 6.3 Dynamika krevního oběhu �� 6.3.1 Velký oběh �� 6.3.2 Žilní systém �� 6.3.3 Specializované oblasti cévního řečiště �� 6.4 Mízní oběh �� 6.4.1 Míza �� 6.4.2 Mízní cévy �� 6.4.3 Mízní uzliny �� 6.5 Slezina �� 6.6 Dětský oběhový systém ��

109 109

7 Dýchací systém �� 7.1 Základní pojmy funkční anatomie dýchací soustavy �� 7.2 Stavba a funkce dýchacích cest �� 7.2.1 Obecná stavba dýchacích cest �� 7.3 Plíce �� 7.3.1 Mechanika dýchání �� 7.3.2 Tkáňové dýchání �� 7.4 Dětský dýchací systém ��

133

8 Trávicí systém �� 8.1 Základní funkce trávicího systému �� 8.2 Základy biochemie živin, enzymů a vitaminů �� 8.2.1 Bílkoviny �� 8.2.2 Nukleové kyseliny �� 8.2.3 Cukry �� 8.2.4 Tuky �� 8.2.5 Enzymy �� 8.2.6 Vitaminy �� 8.3 Obecná stavba trávicí trubice �� 8.4 Hlavový a hrudní oddíl trávicí trubice �� 8.4.1 Ústní dutina ��

151 151

110 111 114 117 119 122 124 126 126 127 127 129 129

133 134 134 140 144 147 148

153 154 155 155 156 156 156 157 159 159

8.4.2 Hltan �� 8.4.3 Jícen �� 8.4.4 Žaludek a tenké střevo �� 8.4.5 Játra, žlučové cesty a slinivka břišní �� 8.4.6 Tlusté střevo �� 8.5 Uložení a projekce orgánů břišní dutiny � 8.6 Dětský trávicí systém ��

165 167 168

9 Fyziologie výživy �� 9.1 Vitaminy �� 9.1.1 Vitaminy rozpustné ve vodě �� 9.1.2 Vitaminy rozpustné v tucích �� 9.2 Složení potravy �� 9.2.1 Bílkoviny �� 9.2.2 Tuky a cukry �� 9.2.3 Nerostné látky �� 9.2.4 Voda �� 9.2.5 Energetická hodnota potravy �� 9.3 Dětská výživa ��

187 187 187 188 189 189 189 190 190 191 192

172 176 179 181

10 Termoregulace �� 195 10.1 Řízení tělesné teploty �� 195 10.2 Termoregulace v dětství �� 195 11 Močový systém �� 11.1 Funkční anatomie ledvin �� 11.2 Vývodné močové cesty �� 11.3 Dětský močový systém ��

197 197 203 204

12 Kožní ústrojí �� 12.1 Stavba a funkce kůže �� 12.1.1 Pokožka �� 12.1.2 Škára �� 12.1.3 Podkožní vazivo �� 12.2 Vlasy a chlupy �� 12.3 Mléčná žláza �� 12.4 Dětská kůže ��

207 207 207 207 209 210 211 212

13 Pohlavní systém �� 13.1 Reprodukční systém muže �� 13.1.1 Pohlavní žlázy �� 13.1.2 Vývodné pohlavní cesty �� 13.1.3 Zevní pohlavní orgány �� 13.2 Reprodukční systém ženy ��

215 215 215 217 220 222

13.2.1 Pohlavní žlázy �� 13.2.2 Vejcovod, děloha, pochva �� 13.2.3 Menstruační cyklus �� 13.2.4 Zevní pohlavní orgány ženy �� 13.3 Základy fyziologie těhotenství �� 13.3.1 Oplození a vývoj placenty �� 13.3.2 Těhotenství a porod �� 13.4 Dětský pohlavní systém ��

222 224 227 228 229 229 231 234

14 Látkové řízení organismu �� 14.1 Obecné zásady řízení a regulace �� 14.2 Žlázy s vnitřní sekrecí �� 14.2.1 Mechanismus účinku hormonů �� 14.2.2 Neurokrinie, mezimozek, mozkový podvěsek �� 14.2.3 Mozkový podvěsek �� 14.2.4 Nadledviny �� 14.2.5 Štítná žláza �� 14.2.6 Příštítné žlázy �� 14.2.7 Slinivka břišní �� 14.3 Dětské žlázy s vnitřní sekrecí ��

237 237 238

15 Nervové řízení organismu �� 15.1 Obecné zásady stavby a funkce nervového systému �� 15.2 Neuron, glie, synapse �� 15.3 Stavba a funkce periferních nervů �� 15.4 Vzruch �� 15.5 Receptory �� 15.5.1 Stavba a funkce receptorů �� 15.5.2 Kožní čití, bolest �� 15.5.3 Chemické čití. Čich a chuť �� 15.6 Sluchové ústrojí �� 15.7 Orgány polohy a pohybu �� 15.8 Zrakové ústrojí ��

249

239 240 240 242 244 245 246 247

249 251 254 255 256 256 257 258 259 261 262

15.9 Mícha – míšní nervy �� 15.9.1 Stavba a funkce míchy �� 15.9.2 Míšní nervy �� 15.9.3 Přehled stavby a zapojení míšních nervů �� 15.10 Mozkový kmen �� 15.10.1 Prodloužená mícha �� 15.10.2 Přehled stavby a funkce hlavových nervů �� 15.11 Mezimozek a autonomní funkce �� 15.11.1 Mezimozek �� 15.11.2 Řízení činnosti hladkého svalstva �� 15.12 Mozková kůra �� 15.12.1 Stavba mozkové kůry �� 15.12.2 Funkce mozkové kůry �� 15.12.3 Řízení pohybu a polohy těla �� 15.12.4 Mozeček �� 15.13 Asociační funkce mozkové kůry �� 15.14 Krevní zásobení a obaly mozku �� 15.14.1 Krevní zásobení mozku a míchy �� 15.14.2 Obaly a komory centrálního nervového systému – mozkomíšní mok �� 15.15 Dětský nervový systém ��

266 266 269 270 271 271 273 275 276 276 278 278 279 280 281 282 285 285

285 286

Doplňková literatura k dalšímu studiu �� 291 Seznam zkratek �� 293 Rejstřík �� 295 Souhrn �� 305 Summary �� 307

Úvod Aktuální podoba textu Somatologie je výsledkem kritického zhodnocení řady učebnic, které pro potřeby středoškolského a později i bakalářského studia zdravotnických oborů vznikaly již téměř před stoletím. Vzhledem k současnému a předpokládanému vývoji našeho školství odpovídá současná učebnice nejen požadavkům výuky somatologie na zdravotnických a vyšších zdravotnických školách, ale i požadavkům studentů, kteří se na různých typech středních škol

připravují ke studiu na lékařských fakultách a na dalších typech škol s biomedicínským a paramedicínským zaměřením. Širokému spektru potenciálních zájemců a uživatelů Somatologie je přizpůsoben rozsah, forma a obsah textu i typ ilustrací. Učebnice se tak blíží běžnému evropskému standardu příruček obdobného zaměření. Prof. MUDr. Ivan Dylevský, DrSc.

Úvod  11

1 Základní jednotka živé hmoty Lékařské vědy Buňka a buněčné organely Dělení buněk Lékařská genetika

1.1 LÉKAŘSKÉ VĚDY Shrnutí základních znalostí 1. Biologie je věda o živých organismech. Je součástí přírodních věd. 2. Somatologie studuje stavbu a funkci lidského organismu; vztahy člověka a prostředí. Biologické vědy dělíme na morfologické (anatomie, histologie, embryologie) a funkční (fyziologie, biofyzika, biochemie). Zákonitostmi dědičnosti a proměnlivosti organismů se zabývá genetika. 3. Lékařské vědy spojují biologické a společenské vědy. Speciální obory medicíny se zaměřují na studium anatomických a funkčních změn v průběhu chorob a na jejich předcházení a léčení.

První poznatky o stavbě svého těla získával člověk jistě nechtěně – při zranění a jeho ošetřování. Provádění pitev, které byly vždy základním zdrojem poznatků o stavbě lidského těla, bylo v historii společnosti vždy závislé na společenské a kulturní úrovni dané společnosti. Starověk připustil pitvu zvířecích a v některých kulturních obdobích i pitvu lidských těl. Řečtí filozofové, přírodovědci a lékaři – Aristoteles (384–322 př. n.l.) a Galenus (129–200 n.l.) buď sami pitvali, nebo měli základní anatomické vědomosti získané léčením poranění (obr. 1.1). Znali hlavní části kostry a některé orgány hrudní, břišní a lebeční dutiny i orgány pánve. Jejich znalosti byly pro středověk zachovány díky spisům arabského učence Ibn el Síny (Avicenny, 980–1037 n.l.). Středověk nepřinesl ve studiu anatomie podstatný pokrok. Církev zakázala pitvy lidských těl a za překročení zákazu byl v podstatě trest smrti. Až ve vrcholném období evropského středověku (14.–15. sto letí) byly na některých univerzitách (Itálie, Nizozemí) pitvy výjimečně povolovány.

Obr. 1.1 Aristoteles ze Stageiry (A) a Ibn el Sína (B) Základní jednotka živé hmoty  13

Mimoevropské kultury (asijské, africké a jihoamerické) dosáhly v období evropského středověku v některých směrech i vyššího stupně poznání stavby těla, než byl evropský standard. Evropskou lékařskou vědu však významněji neovlivnily. Teprve novověk znamenal pokrok v poznání stavby lidského těla. Zakladatel anatomie novověku, A. Vesalius (1514–1564), kriticky prověřil všechny starověké anatomické poznatky a na základě vlastních pitevních zkušeností sepsal první, skutečně vědeckou anatomii lidského těla (1543) (obr. 1.2). V českých zemích provedl v r. 1600 první veřejnou a podrobněji popsanou pitvu J. Jesenský (Jessenius, 1566–1621), lékař, profesor a rektor Univerzity Karlovy (obr. 1.3). Jedním ze zakladatelů fyziologie byl Angličan W. Harvey (1578–1657), který navázal na nové anatomické poznatky a stal se objevitelem velkého a malého krevního oběhu (1642). Další zásadní fyzio

Obr. 1.2 Andreas Vesalius 14  SOMATOLOGIE

logické objevy musely na své autory počkat téměř dvě stě let (obr. 1.4). Je třeba si uvědomit, že přes nesporný význam, který měly základní anatomické poznatky o stavbě lidského těla pro vývoj lékařských věd, začíná teprve v devatenáctém století skutečně vědecký, biologický výzkum podmíněný rozvojem fyziky, chemie a mikrobiologie, tj. začíná hledání objektivně platných biologických zákonů a jejich prověřování v praxi. Teprve v průběhu 16.–18. století se také postupně ustalovala náplň medicíny a biologie přibližně tak, jak tyto obory chápeme dnes. Středověký lékař byl zároveň přírodovědcem, filozofem a zpočátku často i duchovní osobou – knězem. I označení biologie jako vědy o živé přírodě vzniklo až koncem 18. století. Často ani poměrně dobrá znalost stavby orgánů nevedla automaticky k poznání jejich základních funkcí. Teprve zavedení pokusu – experimentu do výzkumné práce znamenalo zásadní pokrok.

Již zmíněný W. Harvey – objevitel krevního oběhu – a A. von Haller (1708–1777), byli jedni z prvních fyziologů, kteří používali pokus na zvířeti. V Praze experimentoval J. Prochaska (1749–1820), který svými objevy položil základy učení o reflexní podstatě činnosti nervového systému. J. E. Purkyně (1787–1869) založil první fyziologický ústav na světě a objevil řadu zákonitostí v činnosti smyslů a nervové soustavy. Druhá polovina devatenáctého století a počátek dvacátého století jsou vyplněny objevy z fyziologie trávení (I. P. Pavlov, 1849–1936), nervového a svalového systému (C. Bernard, 1813–1878, I. M. Sečenov, 1829–1905) a dalších orgánových soustav. Výsledky fyziologických pokusů, doplněné studiem stavby lidského těla, znamenaly pro medicínu obrovský pokrok. Počátkem dvacátého století dostaly lékařské vědy první vědecký základ vybudovaný anatomickými a fyziologickými obory. Biofyzika a biochemie se vyvíjela až v návaznosti na rozvoji základních vědeckých disciplín – fyziky a chemie. Ze zásadních – dnes již klasických objevů, které významně zasáhly do vývoje lékařství, to byl objev tzv. X paprsků, které dostaly po svém objeviteli n ázev

Obr. 1.3 Jan (Johan) Jessenius

Obr. 1.4 William Harvey Základní jednotka živé hmoty  15

rentgenové záření (W. C. Röntgen, 1845–1923); objev přirozené radioaktivity (Pierre a Marie Curie, 1859–1906, 1867–1934); vytvoření první „umělé“ organické látky – močoviny (F. Wöhler, 1800–1882) a odhalení struktury DNA, což přispělo k rozluš tění dědičného kódu (F. H. C. Crick, 1916–2004, J. D. Watson, nar. 1928). Poznání obecných pravidel řízení umožnilo zavádění výpočetní a informační techniky v biologii i v medicíně (N. Wiener, 1894–1964). Vyvíjí se nový vědní obor – kybernetika. Kombinací výpočetní a RTG techniky (1974) vznikly a dále se rozvíjejí revoluční vyšetřovací techniky typu CT (počítačová výpočetní tomografie). Dnes tyto techniky umožňují nejen vyšetřit anatomickou stavbu orgánů v trojrozměrném a barevném záznamu (DSR), ale dovolují zachytit i úroveň látkové výměny zobrazeného orgánu (PET), průtoky krve (DSA) atd. Na zcela jiných principech pracuje technika NMR (nukleární magnetická rezonance, MR), která rozlišovací schopností a zobrazením detailů překonává všechny dosud používané vyšetřovací techniky. Z hlediska praktického uplatnění v medicíně můžeme zmíněné vyšetřovací metody a objevy molekulární biologie využívané v genetice, považovat za nejvýznamnější vědecké výsledky konce dvacátého století. Lékařské vědy se zabývají předcházením a léčením chorob a péčí o zdraví a harmonický vývoj člověka. Spojují v sobě obory biologického charakteru (např. anatomii, fyziologii) a společenské vědy (psychologii, sociologii) se speciálními lékařskými obory (chirurgií, patologií atd.). Obory biologického charakteru dělíme na morfologické a funkční. • Morfologické vědy studují tvar, vývoj a stavbu živých organismů. Předmětem studia lékařské morfologie je člověk – lidské tělo. Morfologické obory jsou historicky starší než obory funkční. Podle použitých pracovních metod rozlišujeme anatomii, histologii a embryologii. (Toto rozlišení je zcela schematické a vychází z historie jednotlivých oborů. Experimentální anatomie např. využívá pokus stejně jako fyziologie.) Anatomie zkoumá organismy z hlediska jejich tvaru, velikosti, vývoje, stavby a uložení orgánů. Klasickou pracovní metodou anatomie je pitva. Histologie se zabývá studiem mikroskopické a ul tramikroskopické stavby tkání a orgánů. Základní 16  SOMATOLOGIE

metodou oboru je zkoumání tkání pomocí mikroskopu. Vývoj oboru proto vždy souvisel s konstrukcí a vývojem mikroskopické techniky. Sestrojení elektrono vého mikroskopu (E. Ruska, 1906–1988) umožnilo např. pozorování molekulární struktury buněk a tkání a spojilo tak morfologické vědy s molekulární biologií. Samostatným oborem je dnes cytologie, zabývající se zkoumáním buňky a buněčných organel. Tvoří „strukturální“ základ jedné části genetiky. Embryologie je obor studující vývoj oplozené ho vajíčka a vývoj zárodku. Zkoumá anatomickou, mikroskopickou i submikroskopickou strukturu zárodku a zákonitosti jeho vývoje. Studuje také vztahy mezi zárodkem a mateřským organismem (u savců) a zárodkem a vnějším prostředím. • Funkční obory se zabývají fyzikální a chemickou podstatou životních projevů a činností jednotlivých orgánů i organismů jako celku. Základními pracovními metodami funkčních oborů jsou pozorování a pokus. Pokus je pozorování za přesně definovaných a zpravidla zjednodušených podmínek. Pokus využívá i pozorování na modelových organismech (pokusných zvířatech) a modelování s využitím výpočetní techniky. Biofyzika studuje fyzikální změny, které provázejí činnost buněk, tkání i celých organismů. Studuje také působení fyzikálních vlivů na organismy, např. účinky různých typů záření. Je to hraniční obor mezi biologií a fyzikou. Biochemie je vědní obor, který se zabývá chemickým složením organismů, přeměnami a funkcí různých látek v organismu i působením chemic kých látek na živé organismy. Biochemie je hraniční obor mezi biologií a chemií. Speciálním segmentem biochemie je např. nauka o jedech a jejich vlivu na organismus – toxikologie. Fyziologie zkoumá výkony, funkce a řízení jednotlivých orgánů i organismu jako celku. Jejím úkolem je poznat a pochopit podstatu těchto dějů a stanovit mechanismy, kterými se realizují. Lékařská fyziologie je fyziologií organismu člověka. Genetika je věda o dědičnosti a proměnlivosti organismů. Studuje schopnost organismů předávat dědičné vlohy potomstvu a podíl těchto vloh na vytváření morfologických i fyziologických vlastností organismů. Studuje dědičné i nedědičné příčiny proměnlivosti. Lékařská genetika studuje příčiny dědičných onemocnění a možnosti jejich prevence.

• Speciální lékařské (medicínské) obory jsou zaměřeny na studium podstaty chorob, tj. především jejich původce, projevy, prevenci a léčbu. K oborům, které mají především preventivní charakter patří hygienické obory a lékařská genetika. Na studium příčin a projevů nemocí je zaměřena patologie. Projevy nemocí vnitřních orgánů, jejich prevencí a léčbou se zabývá vnitřní lékařství (interní lékařství). Studium léčení mechanickými zásahy, především operacemi, se věnují chirur gické obory. Onemocněními nervové soustavy se zabývá neurologie a poruchami projevujícími se poruchami tzv. psychické (duševní) činnosti se věnuje psychiatrie. Onemocněním typickým pro dětský věk, jejich předcházení a léčení se věnuje dětské lékařství (pediatrie). Chorobami ženských pohlavních orgánů a léčením poruch plodnosti se zabývá ženské lékařství (gynekologie). Vedením porodu se zabývá porodnictví. Rozvoj poznání vede ke stále větší specializaci. Uvnitř oborů vznikají podobory, které se věnují činnosti a chorobám jednotlivých orgánů včetně jejich prevence a léčby. Somatologie (tělověda) není samostatným vědeckým oborem. Jde o předmět, který vznikl z didaktické potřeby shrnout přístupnou formou základy anatomie, fyziologie a některých dalších oborů do celku, který by umožnil navazující studium speciálních lékařských a nelékařských zdravotnických oborů. Slovník anatomie (ř. anatemno – rozřezávám) – věda o tvaru, stavbě a vývoji živých organismů biofyzika (ř. bios – život, ř. fysis – příroda) – věda o fyzikálních pochodech v živých organismech a vlivech fyzikálních jevů na organismus biochemie (ř. bios – život) – věda o složení organismů a látkové přeměně, která v nich probíhá biologie (ř. bios – život, ř. logos – nauka) – věda o živých organismech, studuje stavbu, vlastnosti a projevy organismů a vztahy mezi nimi a prostředím cytologie (ř. kýtos – buňka, ř. logos – nauka) – věda o stavbě a funkci buněk a buněčných organel embryologie (ř. embryon – zárodek, ř. logos – nauka) – nauka o vzniku a vývoji zárodku fyziologie (ř. fysis – příroda, ř. logos – nauka) – věda o funkcích orgánů a organismů a jejich řízení genetika (ř. genos – rod) – věda o dědičnosti a proměnlivosti organismů, o jejich vývoji a původu

gynekologie (ř. gyné – žena, ř. logos – nauka) – ženské lékařství, věda o ženských pohlavních orgánech, jejich chorobách a léčení histologie (ř. histos – tkáň, ř. logos – nauka) – věda o mikro skopické stavbě tkání interna (lat. internus – vnitřní) – věda o chorobách vnitřních orgánů a jejich léčení, vnitřní lékařství medicína (lat. medicus – lékař) – lékařství, lék mikroskopický (ř. mikros – malý, ř. skopeo – pozoruji) – malý, neviditelný pouhým okem morfologie (ř. morfé – podoba, tvar, ř. logos – nauka) – věda o stavbě a tvaru organismů a orgánů organismus (ř. organos – ústrojí) – živý jedinec, jehož tělo je složeno z orgánů (dříve „ústrojenec“) patologie (ř. pathos – útrapa, choroba, ř. logos – nauka) – věda o chorobných změnách a chorobných pochodech v organismu pediatrie (ř. pais – dítě, ř. iatreia – léčení) – nauka o chorobách dětí, jejich předcházení a léčení; dětské lékařství psychologie (ř. psyche – duše, ř. logos – nauka) – věda o duševní činnosti, o způsobu myšlení sociologie (lat. socius – druh, ř. logos – nauka) – věda o lidské společnosti a vztazích mezi lidmi ultramikroskopie (lat. ultra – přes, ř. mikros – malý, ř. sko peo – pozoruji) – věda studující stavbu tkání a buněk v elektronovém mikroskopu se zvětšením až 250 000krát a rozlišovací schopností 1–2 nanometry.

1.2 BUŇKA A BUNĚČNÉ ORGANELY Shrnutí základních znalostí 1. Základní stavební a funkční jednotkou organismů je buňka. Buňka je nejmenším anatomickým a funkčním celkem schopným samostatného života. 2. Stavebními prvky buňky jsou membrány, vlákna a hrudkovité částice. 3. Organely nezbytné pro tvorbu bílkovin jsou: jádro, jadérko, ribozomy a Golgiho komplex. Zdrojem energie je oxidace látek v mitochon driích. Transport v buňce zajišťují buněčné mem brány a endoplazmatické retikulum. Lyzozomy obsahují štěpící enzymy. Centrioly v živočišných buňkách navozují vznik dělicího vřeténka. Základní jednotka živé hmoty  17

4. Cytoplazma je tvořena cytoskeletem a roztokem různých látek. 5. Buněčné jádro obsahuje chromozomy a jadérko. Počet a tvar chromozomů je pro každý druh typický a stálý. Chromozomy jsou nositeli dědičných vloh. 6. Člověk má v somatických buňkách 46 chro mozomů. Ženské pohlaví je určeno kombinací pohlavních chromozomů XX; mužské pohlaví kombinací XY. Pojem buňka byl znám již v 17. století (R. Hooke, 1665). Při pozorování buněk byl nejnápadnější buněčný obal, proto byla buňka popisována jako měchýřek (prostor) ohraničený blanou. Teprve mnohem později bylo popsáno jádro (J. E. Purkyně, 1825). Purkyně rovněž jako jeden z prvních přisoudil buňce funkci základní jednotky živé hmoty (1837), i když vytvoření ucelené a řádně publikované buněčné teorie (1839) je asi oprávněně připisováno T. Schwannovi (1810–1882) a M. J. Schleidenovi (1804–1881). Rozvoj poznatků o stavbě buňky byl vždy závislý na technické úrovni pozorovacích zařízení – na vývoji mikroskopu a na zařízeních sloužících k řezání tkání. Vývoj mikroskopu, rozvoj barvicích metod a metod na zpracování tkání umožnily vznik a pokrok celé řady oborů – cytologie, histologie a mikroskopické

Obr. 1.5 Anthony van Leeuwenhoeck 18  SOMATOLOGIE

anatomie. Malá zvětšení umožňuje spojná čočka. Větší zvětšení už lze dosáhnout pouze soustavou čoček – mikroskopem. První prakticky využitelné zařízení (1670) pro mikroskopické pozorování sestavil A. van Leeuwen hoeck [Léuvenhuk] (1632–1723) v Nizozemí (obr. 1.5). Nejprve zdokonalil broušení čoček, resp. nahradil je drobnými skleněnými kuličkami, a svým jednoduchým „mikroskopem“ pozoroval krvinky, kvasinky a další jednobuněčné organismy i tkáně. Teprve zdokonalení mikroskopu na základě poznatků fyzikální optiky, umožnilo v 18. století základní popis stavby buněk a rozlišení hlavních typů tkání. Jedním z průkopníků mikroskopie byl i již zmíněný J. E. Purkyně. Světelný mikroskop umožnil základní popis téměř všech buněčných organel, struktury jádra, objev chromozomů a jejich úlohy v přenosu dědičných vloh. Další poznatky byly důsledkem rozvoje chemie a fyzikální chemie, a dalším zdokonalením barvicí techniky. Konstrukci světelného mikroskopu však nelze zlepšovat neomezeně. Jeho rozlišovací schopnost je omezena vlnovou délkou viditelného záření – světla. Prakticky využitelné zvětšení světelným mikroskopem je asi 2000krát. Další pokrok v pronikání do jemné struktury stavby buněk umožnil vynález elektronového mikroskopu (1934), který místo světelných paprsků (fotonů) vy

užívá proud elektronů emitovaných ze speciální lampy. Po vhodné úpravě pozorovaného objektu lze dosáhnout zvětšení asi 180–200 000krát. Při tomto zvětšení a vynikající rozlišovací schopnosti je již možné pozorovat strukturu buněk až na úroveň jejího molekulárního složení. Spolu s využitím rentgenového záření a dalších technik, vytvořil elektronový mikroskop předpoklady pro vznik molekulární biologie buňky. Buňka je základní jednotkou organizace živé hmoty.

1.2.2 Vláknité struktury

Všechny živočišné buňky mají stejné stavební prvky: • buněčné membrány (biomembrány); • vlákna (vláknité bílkoviny); • hrudkovité částice.

Vláknité bílkovinné struktury zajišťují jak stálost, tak i proměnlivost tvaru buňky. Tvoří její vnitřní mecha nickou oporu a podmiňují tak schopnost buněč ného pohybu. Základními stavebními prvky tohoto typu jsou mikrotrubičky a vlákna. Stěny mikro trubiček jsou obvykle tvořeny klubíčky bílkovin seřazených do šroubovice. Vytvářejí vnitřní „kostru“ buňky, tvoří trubičky dělicího vřeténka a jsou základem řasinek a bičíků. Vlákna jsou složena ze spirálně uspořádaných bílkovin. Změny tvaru a prostorové orientace molekul bílkovin v trubičkách a vláknech, umožňují změny tvaru buněk, pohyb organel i pohyb celých buněk.

1.2.1 Biomembrány

1.2.3 Hrudkovité částice

Základem všech biomembrán je trojvrstevný útvar – tzv. jednotková membrána o síle asi 7,5 nm (1.10-9 m) tvořená tuky a bílkovinami. Molekuly tuků jsou uspořádány do dvojvrstvy a orientovány nesmáčivými konci dovnitř a smáčivými na povrch membrány. V této dvojvrstvě jsou nepravidelně rozloženy molekuly bílkovin. Některé bílkoviny procházejí celou membránou, jiné jsou do ní pouze zanořeny. Další jsou pouze na povrchu membrány a „čnějí“ do okolí. Membrány mají polotekutý charakter a jsou v neustálém pohybu a přestavbě. (Viz obr. 1.6) Biomembrány mají pro život buňky zásadní význam. Dvojitá vrstva molekul tuku vytváří rozhraní mezi buňkou a prostředím i mezi jednotlivými částmi buňky s různým látkovým složením. Biomembrána volně propouští vodu a některé prvky, ale zabraňuje neřízené směně dalších prvků a látek. Aktivní, řízený transport prvků a chemicky složitějších látek zajišťují membránové bílkoviny. Některé bílkoviny membrány mají funkci recep torů. Receptory přijímají podněty z okolí a mají důležitou roli v buněčné dráždivosti. Jiné receptorové bílkoviny vytvářejí ve spojení s cukry na povrchu buněk molekulární struktury typické a specifické pro každou buňku (i organismus), a umožňují tak rozlišení vlastních a cizích buněk. Tato funkce je nezbytná např. pro ochranu organismu před infekcí. Na membránách jsou v buňce navázány také enzymy a některé buněčné organely.

Příkladem hrudkovitých částic je ribozom. Každý ribozom je tvořen dvěma podjednotkami složenými z RNA a bílkovin. Ribozomy jsou přichyceny na zevním povrchu stěny (membrány) endoplazmatického retikula. Na ribozomech probíhá hlavní část tvorby bílkovin. (Některé typy ribozomů jsou i volně rozptýleny v cytoplazmě buňky.) Základní buněčné funkce jsou stejně univerzální a jednotné pro všechny organismy jako stavební prvky buňky. Tvar a funkce jsou neoddělitelné. Funkce buněk jsou charakterizovány především schopností: • uchovat genetickou informaci (DNA) a reprodukovat se. Nové buňky mohou vznikat jen z buněk již existujících; • syntetizovat na základě genetické informace bíl koviny pro svoji vlastní funkci, i pro celý organismus; • zajistit stálost vnitřního prostředí a řízenou výměnu a přeměnu látek a energií. Kromě jednobuněčných a mnohobuněčných organismů existují formy života, které nemají buněčnou strukturu. Jsou to viry a rickettsie. V podstatě jde o molekuly DNA nebo RNA v bílkovinném obalu. Jsou schopné se množit jen v živočišných nebo rostlinných buňkách. Do buněk pronikají pomocí svých enzymů a k reprodukci využívají organely, látky i energii buňky. Mimo buňky nejeví známky života. Základní jednotka živé hmoty  19

Pravděpodobně jde o vysoce specializované parazi tické organismy, které ztratily buněčnou stavbu. Některé z nich jsou schopné se do buněk trvale začlenit a ovlivněním buněčného dělení vyvolat nádorové onemocnění. Viry byly již připraveny i uměle. Bakterie jsou jednobuněčné organismy s členitou buněčnou strukturou a všemi projevy životních funkcí. Nemají ale anatomicky ohraničené jádro. Kruhová molekula DNA je uložena přímo v cytoplazmě, bez ohraničení jadernou membránou.

1.2.4 Buněčná membrána Buňka je ohraničena buněčnou membránou (obr. 1.6). Uvnitř buňky je cytoplazma, ve které leží buněčné organely. Cytoplazmatická membrána je sice patrná již ve světelném mikroskopu, ale její strukturu objasnila až elektronová mikroskopie. Jde o typickou biomembránu, jejíž vlastnosti určuje její složení. Některé látky mohou procházet volně (difundují), pro jiné je průchod membránou řízený, nebo jsou aktivně vychytávány z mezibuněčných prostorů. Menší molekuly prostupují otvory (kanály) v membráně a větší částice jsou pohlcovány fagocytózou. Při tomto procesu se část povrchové membrány buňky vchlípí a okraje vklesnutí uzavřou fagocytovanou částici do váčku uloženého v cytoplazmě buňky.

Cytoplazmatická membrána může být tvarově uzpůsobená pro plnění různých funkcí. Pro zvětšení plochy vstřebávání vybíhá např. v drobné výchlipky, mikroklky, které zvětšují povrch buněk, např. buněk střevní sliznice. Zvětšují tak resorpční plochu střeva. Řasinky na povrchu buněk jsou opět výchlipky membrán umožňující svým pohybem posun hlenu například na povrchu sliznice dýchacích cest. Vzájemně pevné spojení buněk pomocí speciálních bílkovin cytoplazmatických membrán vytváří předpoklad pro vznik buněčných souborů – tkání, a zajišťuje jejich mechanickou odolnost. Některá mezibuněčná spojení jsou elektricky vodivá, jiná umožňují průchod i velkým molekulám. Tyto typy spojů mají význam pro látkovou výměnu a pro řízení organismu.

1.2.5 Endoplazmatické retikulum Endoplazmatické retikulum prostupuje cytoplazmu jako síť navzájem propojených kanálků a váčků. Stěny retikula jsou tvořeny biomembránami. Uspořádání retikula je velmi proměnlivé a v každém okamžiku odpovídá aktuální funkci buňky. V obraze elektronového mikroskopu rozlišujeme drsné a hladké retikulum. Drsné endoplazmatické retikulum tvoří kanálky, na jejichž vnějším povrchu jsou vázány ribozomy

receptorová molekula

proteinová molekula

membránové proteiny

membránové lipidy

Obr. 1.6 Biomembrána 20  SOMATOLOGIE